订货点采购与库存控制.ppt

第一节库存控制概述第二节订货点采购概述第三节单周期库存模型第四节多周期库存模型第五节库存管理策略 第八讲订货点采购与库存控制 供应链运作中的库存 亚马逊 AMAZON com 的利润源 库存管理 贝佐斯 JeffBezos 1995年建立亚马逊公司 当时的构想是一家虚拟零售商 virtual retailer 没有存货 没有仓库 只有一些电脑 快速成长迫使亚马逊有了存货 而且在不断改进存货管理 现在亚马逊在存货管理和自动化方面是全球的引领者 亚马逊仓库一年内的存货周转超过20次 高出行业水平30 运营成本比其它零售商低25 第一节库存控制概述 狭义定义 仓库里存放东西广义定义 库存是为了满足未来需要而暂时闲置的资源 闲置的资源就是库存 与这种资源是否存放在仓库中没有关系 是否处于运动状态也没有关系 库存 物料流周期中的库存 库存的功能和作用 缩短订货提前期保持经营上的独立性 independenceofoperations 使生产工艺的各环节得以分离独立满足需求的变动 包括unexpecteddemand 使季节性和周期性需求平滑 Smoothseasonalorcyclicaldemand 起稳定作用保留生产计划的弹性 productionscheduleflexibility 保证供应的安全性 尤其是原材料 应对涨价 防止供应短缺和中断 利用经济采购批量 利用数量折扣 摊薄订货费用 企业必须在存货投资和顾客服务水平之间寻求平衡 高库存掩盖了经营中的问题 推式库存管理与拉式库存管理 需求预测 需求预测 需求预测 一号仓库 二号仓库 三号仓库 Q1 Q2 Q3 A1 A2 A3 A 将产品分配到各个仓库Q 每个仓库需要的补货量 推式库存管理 基于每个仓库的预测将供给分配给各个仓库 拉式库存管理 基于每个仓库的特定需求以一定的订货批量补足库存 服务水平与库存成本之间的权衡 相关的总库存成本 产品现货供应能力 库存量 库存成本 服务曲线 现货比率 100 0 高 低 高 低 库存成本 订货成本 进货 订货成本 Procurement Ordercosts 即每进一次货所发生的成本 包括订单处理 备货 运输 收货点的搬运成本等 这是确定每次订货批量的重要因素 OrderCostFunction 库存成本 库存成本 持有成本 库存持有成本 Holding Carryingcosts 空间成本 spacecosts 占用仓库内空间所支付的费用 资金成本 capitalcosts 库存占用资金的成本 占到总库存成本的80 如何衡量库存的资金成本 资金成本的平均值 企业投资的平均汇报率 最低资金汇报率 利息或机会成本InterestorOpportunityCosts 库存服务成本 inventoryservicecosts 包括保险和税收 库存风险成本 inventoryriskcosts 与产品变质 短小 破损或报废 过时 贬值相关的费用 库存成本 持有成本 InventoryasaFunctionofTime 库存持有成本各成本因素的相对比重 RobertLanderosandDavidM Lyth 缺货成本 Out of stockcosts 手头没有充足的存货满足需求所造成的成本 PenaltyCost shortagecost 失销成本 Lostsalescosts 包括友好地失去订单成本 以及客户不满意等 延期交货成本 Backordercosts 回单 缺货通知单 滞发单 延发单 两种计算方法 一是按次数计算亏损 一经发生必定存在的损失 不管后续需求何时得到满足 二是按单位时间计算亏损 库存成本 缺货成本 库存成本 订购数量Q 相关成本 库存持有成本 采购成本与缺货成本 总成本 库存成本权衡 Balance Q 库存的种类 按货品分 自然物料 Rawmaterials Resourcesrequiredintheproductionorprocessingactivityofthefirm 零部件 Components Includespartsandsubassemblies 半成品库存及在制品库存 Work in process WIP 指在生产作业过程中 等候加工或已加工过的物料和产品WIP被作为衡量生产计划系统效率的指标从生产运作管理来看 JIT目标就是要把WIP减少到零制成品 最终产品Finishedgood alsoknownasenditemsorthefinalproducts 库存的种类 按特征分 库存的种类 按特征分 周期库存 CycleInventory 平均周期库存量Q 库存的种类 按特征分 周期库存 CycleInventory 企业在正常的经营环境下为满足日常的需要而建立的库存 控制库存的方法是按一定的规则反复进行安全库存 SafetyStockInventory 为不确定需求 突发性订货 交货期延期等 而准备的缓冲库存 平均周期库存量Q 库存的种类 按特征分 周期库存 CycleInventory 企业在正常的经营环境下为满足日常的需要而建立的库存 控制库存的方法是按一定的规则反复进行安全库存 SafetyStockInventory 为不确定需求 突发性订货 交货期延期等 而准备的缓冲库存预期库存 AnticipationInventory 平均周期库存量Q 周期库存 CycleInventory 企业在正常的经营环境下为满足日常的需要而建立的库存 控制库存的方法是按一定的规则反复进行安全库存 SafetyStockInventory 为不确定需求 突发性订货 交货期延期等 而准备的缓冲库存预期库存 AnticipationInventory 为未来确定性需求 所预期的累计存货水准运输库存 PipelineInventory 平均周期库存量Q 库存的种类 按特征分 库存的分类 按周期细分 单周期库存与多周期库存根据对物品需求是否重复可将物品分为单周期需求与多周期需求 单周期需求是指对物品在一段特定时间内的需求 过了这段时间 该物品就没有原有的使用价值了 报纸 新年贺卡 圣诞树等属于这种物品 易腐食品 如海鲜 活鱼 新鲜水果 属于这种物品 机器设备的备件也属于这种物品多周期需求则指在足够长的时间里对某种物品的重复的 连续的需求 其库存需要不断地补充 库存的分类 按需求分 独立需求库存与相关需求库存 DependentversusIndependent 来自用户的对企业产品和服务的需求称为独立需求 独立需求最明显的特征是需求的对象和数量不确定 只能通过预测方法粗略地估计 企业内部物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求 相关需求也称为非独立需求 它可以按对最终产品的独立需求精确地计算出来垂直相关水平相关稳定需求和变动需求库存 Constantversusvariable 确定性需求和随机性需求库存 Knownversusrandom 库存管理 控制要解决的问题 库存管理 控制都必须回答如下三个问题 隔多长时间检查一次库存量 Review 何时提出补充订货 Whenshouldanorderbeplaced calledareorderpoint ROP 每次订多少 Whatshouldbetheorderquantity Q 库存必须与采购生产销售财务研发和物流其他环节协同 完全零库存的条件 完全信息 无限连续的生产能力 无限连续的物流能力 在达到一定的客户服务水平的条件下使相关的成本达到最低 库存管理 控制的原则 库存ABC分类 ABC分类的基本思想 20 80 库存ABC分类法的实施列出所有产品及其全年使用量 预测值 将年使用量乘以单价求得其价值 按价值的高低标明各种物资的大小序号 按序号大小将物资重新排序 并计算累积年使用金额和累积百分比 进行整理 即可得到ABC分类汇总表 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类 库存ABC分类实例 一个汽车服务站库存 分类及其补货政策一览表 库存ABC分类管理应用 A类物资 应施以尽可能紧的控制 包括最完整 精确的记录 最高的作业优先权 高层管理人员经常检查 小心精确地确定订货量和订货点 紧密的跟踪措施以使库存时间最短 B类物资 正常的控制 包括做记录和固定时间的检查 只有在紧急情况下 才赋予较高的优先权 可按经济批量定货 C类物资 简单的控制 如设立简单的记录或不设立记录 可通过半年或一年一次的盘存来补充大量的库存 给予最低的优先作业次序等 库存周转率 评价库存管理水平最常用的指标 一般表示为 年销售成本与平均库存成本之比 它代表了库存资金在一年内周转的次数 也有一些公司使用公式 年销售收入 以售价计算的平均库存价值 或 年销售数量 平均库存数量 来计算 周期服务水平 指一个补货周期内 能够满足客户需求的百分比 也可理解为在所有补货周期中 可以满足客户所有需求的周期所占的比率 产品满足率 指客户需求某种产品时 库存系统中有现货 能够立即满足客户需求的百分率 订单满足率 客户发出订单需求时 库存系统包含订单中所有产品 能够立即满足客户需求的百分率 库存绩效指标 第二节库存订货点概述 订货点采购是考虑了库存控制的采购方法 它既是一种采购方法 也是一种库存控制的实施方法 为了实现库存控制 我们的采购应该做到有节制 做到适时适量 使库存既能保证生产或销售的消耗需要 又要做到采购库存的库存量最小 整个进 出 存经营的总费用最省 订货点的确定 在库存的运行中 我们把发出订货的时机作为我们的订货点 我们既可以把库存下降到某一个特定的水平 叫做订货点 也可以把某个确定的时间作为订货点 前者用在定量订货法中 后者用在定期订货法中 库存管理策略和模型 连续性检查策略再订货点法当存货量降到一定水平 ROP ReOrderPoint 时 以一定的数量Q订货 最小 最大法 L S 则是当库存量q L时 发出订货S q 定期盘点法盘点后的订货量是最大值与当前库存量之差 定期盘点法的优点是可以同时考虑多种产品联合订货带来的优势 EconomicOrderQuantity EOQ SpecialInventoryModelsWithQuantityDiscountsPlannedShortagesDemandUncertainty SafetyStocksInventoryControlSystemsContinuous Review Q r Periodic Review order up to SinglePeriodInventoryModel 连续性检查 盘点系统 固定量系统 1 工作原理 连续不断的监视库存余量的变化 当库存余量下降到某个预定数值 定货点 Reorderpoint ROP 时 就向供应商发出固定批量的定货请求 经过一段时间 我们称之为提前期 Leadtime LT 定货到达补充库存 2 特点 要发现现有库存量是否到达订货点ROP 必须随时检查库存量 这样就增加了管理工作量 但它使库存量得到严密的控制 因此 适用于重要物资的库存控制 定期盘点系统 固定间隔期系统 1 工作原理 每经过一个固定的时间间隔 发出一次定货 定货量为将现有库存补充到一个最高水平S 2 优点 不需要随时检查库存 简化了管理 也节省了订货费用 3 缺点 不论库存水平降得多还是少 都要按期发出订货 当L很高时 订货量是很少的 最大最小法 工作原理 实质仍然是一种固定间隔期系统 只不过它需要确定一个定货点S 当经过时间间隔t时 如果库存降到s及以下 则发出定货 否则 再经过时间t时再考虑是否发出定货 单周期需求库存 采购的关键在于确定订货批量 由于预测误差的存在 根据预测确定的订货量和实际需求量不可能一致 如果需求量大于订货量 就会失去潜在的销售机会 导致机会成本 缺货损失 另一方面 假如需求量小于订货量 所有未销售出去的物品可能以低于成本的价格出售 这种损失称为陈旧 超储 成本 为了确定最佳订货量 需要考虑各种由订货引起的费用 由于只发出一次订货和只发生一次订购费用 所以订货费用为一种沉没成本 它与决策无关 库存费用也可视为一种沉没成本 因为单周期物品的现实需求无法准确预计 而且只通过一次订货满足 所以即使有库存 其费用变化也不会很大 因此 只有机会成本和陈旧成本对最佳订货量的确定起决定性的作用 第三节单周期库存模型 报童问题 设报童售出一份报可获利k 如不能售出 则每份损失l 已知售出报纸数r的概率为p r 应如何确定订报数 预测需求 不确定性需求时的订购决策 我们可以将总成本定义为 过剩成本 不能售出引起的损失 缺货成本 本来可以获取的利润 期望损失最小法就是比较不同定货量下的期望损失 取期望损失最小的定货量作为最佳定货量 已知库存物品的单位成本为C 单位售价为P 若在预定的时间内卖不出去 则只能降价为S卖出 单位超储损失为l C S 若需求超过存货 则单位缺货损失 机会损失 k P C 设定货量为Q时的期望损失为EL Q 则取EL Q 最小时的Q作为最佳定货量 EL Q 可通过下式计算 EL Q k r Q p r l Q r p r r Q r Q 式中 p r 为需求量为r时的概率 期望损失最小法 例1 某批发商准备订购一批圣诞树供圣诞节期间销售 该批发商对包括订购费在内的每棵树要支付 2 树的售价为 6 未出售的树只能按 1出售 节日期间圣诞树需求量的概率分布如下表所示 批发商的订货量必须是10的倍数 试求该批发商的最佳订货量 解 设批发商采购圣诞树Q棵 1 当实际需求r Q时 将有一部分圣诞树卖不出去 每棵超储损失为 l C S 2 1 1美元 2 当实际需求r Q时 将有机会损失 每份欠储损失为 k P C 6 2 4美元 3 下面分别计算订货量Q 10 20 30 40 50 60时的EL Q EL 10 4 20 10 0 10 4 30 10 0 20 4 40 10 0 35 4 50 10 0 15 4 60 10 0 10 106EL 20 4 30 20 0 20 4 40 20 0 35 4 50 20 0 15 4 60 20 0 10 1 20 10 0 10 71请计算EL 30 40 EL 40 21 EL 50 18 5 EL 60 23 5从而应订购50棵 边际分析法 上例解法二 超储成本l 2 1 1 缺货成本k 6 2 4 p r k k l 4 4 1 0 8 r Q 取累计概率大于或等于0 8时的Q值 Q 50 边际分析法即售出下一单位产品的边际获利等于下一单位产品售不出去的边际损失时即得到最优订购量 CPQ l 1 CPQ k 逢余进一 第四节多周期库存 采购模型 需求确定时的重复订货模型 每隔多少时间订一次货 订多少 即时补货的经济订货批量 EconomicOrderQuantity EOQ 目标 总成本 采购成本 库存持有成本 最小 订货批量确定方式 固定订货批量法经济订货批量法按需订货法逐批确定法Lot for Lot按固定时区需求量确定批量法 相同物料并单法 TC D Q S hPQ 2TC 总成本 D 年需求量 Q 订货批量 h 库存持有成本占产品价值的比率 S 采购成本 P 每件产品的价值 Q 2是平均库存量 对Q求导数后 可以得到经济订货批量为Q 订货频率为D Q 周期T Q D 经济订货批量法 例2 某种零件的年需求为750个 生产启动成本为50美元 库存持有成本为25 每个零件的价值为35美元 则经济订货批量为 Q 订货周期为Q D 0 12344年 即6 4周 2 750 50 0 25 35 1 2 93 再订货点与安全库存 再订货点 ReorderPoint ROP 当库存余量下降到某个预定数值时 就向供应商发出订货请求 该预定数值称为再订货点 安全库存 SafetyInventory 是一种额外持有的库存 它作为一种缓冲器用来补偿在订货提前期内实际需求超过期望需求量或实际提前期超过期望提前期所产生的需求 问题的提出 前面我们讨论的几个模型主要是回答订多少货的问题 但没有回答何时订货的问题 对于订货 可以采用经验方法确定 也可以通过确定安全库存或服务水平的办法来计算 需求与提前期都是常数时的再订货点在库存持有量能够满足等待订货期间 即提前期 的需求时下订单 若需求与提前期都是常数 再订货点为 ROP d LT其中 d 需求率 LT 提前期 需求与提前期变化时的再订货点 一旦需求或提前期发生变化 实际需求就有可能超过期望需求 因此 为了减少缺货风险 应持有额外库存即安全库存 这时 再订货点为 ROP 提前期内的期望需求 安全库存 SI 周期服务水平 服务水平 CSL 是衡量随机型库存系统的一个重要指标 它反映的是补货周期内不发生缺货的概率 CSL Prob 周期需求 ROP 服务水平可用以下指标衡量 1 整个周期内供货的数量 整个周期的需求量 2 提前期内供货的数量 提前期的需求量 3 顾客订货得到完全满足的次数 订货发生的总次数 4 不发生缺货的补充周期数 总补充周期数 5 手头有货可供的时间 总服务时间 DLT 如何处理不确定性需求 如何表示需求变化 用标准方差库存在不确定性需求下如何处理 用批量定货量与平均需求匹配用一个安全库存来保证变化下的服务水平 安全库存与需求分布的方差有关安全库存与服务水平有关 DLT d LT 服务水平与安全库存的关系 在提前期内需求近似服从正态分布的情况下 如果没有安全库存 缺货的概率可达50 增加安全库存后 降低了缺货风险 提高了服务水平 需求服从正态分布时的再订货点 给定采购补货策略下的服务水平衡量 服务水平 CSL 衡量公式 CSL Prob 周期需求 ROP 在需求服从正态分布的条件下 上式变为 CSL F ROP DLT LT 0 1 转化为标准正态分布求解 例3 假定联想电脑某款芯片的周需求符合正态分布 均值为2500 标准差为500 供应商的供货提前期为两周 目前联想的库存控制策略是连续盘点 当库存芯片少于6000片时 订货10000片 试分析该芯片库存的均值 安全库存和库存周转时间 并衡量周期服务水平 d 2500 500 LT 2周 ROP 6000 Q 10000SI ROP DLT 6000 2500 2 1000周期平均库存 Q 2 SI 10000 2 1000 6000库存周转时间 平均库存 平均周转速度 6000 2500 2 4周 DLT 500 707 CSL 1 414 0 92 给定服务水平下的安全库存及订货点的确定 基本原理 对方程CSL Prob 周期需求 ROP 逆向求解得ROP 再根据SI ROP DLT求安全库存 在需求服从正态分布的条件下 则为 ROP F 1 CSL DLT DLT 1 CSL 0 1 ROP DLT 1 CSL 0 1 LTSI 1 CSL 0 1 LT 转化为标准正态分布求解 安全系数z DLT 30 1 732 30 51 96 例4 某大型服装零售商销售一款服装 每天平均需求量为200件 标准差为30件 订货提前期为3天 若该零售希望达到95 的周期服务水平 则应如何确定安全库存和再订货点 查正态分布表得z 0 95 1 64因此安全库存SI 1 64 51 96 85件再订货点ROP 200 3 85 685件订货批量可由一般经济订货批量模型确定 首先计算订货提前期内的标准差 降低安全库存的方法 缩短供应提前期如果提前期缩短到原来的k倍 安全库存则降低为原来的倍 降低需求的不确定性 即标准差 安全库存与标准差保持同比例下降 方法 采用更好的市场情报系统和更先进的需求预测方法 缩短供应提前期需要供应商付出努力 而减少的是采购商的库存 因而需要设计相应的收益分享激励机制 对供应链管理来说 要降低需求的不确定性 就必须使各环节的预测与最终顾客需求的数据相一致 协同预测 CPFR 推式库存管理 因为生产或采购的需要 而硬性给各存储点摊派库存 问题 每一个存储点需要保持多少库存 一批生产或采购应分配到各个存储点的库存是多少 超过需求的供给量在各存储点之间怎样分摊 推式库存管理 步骤 通过预测或其他手段确定从现在到下一次生产或采购期间的需求量找出每个存储点现有的库存量设定每个存储点库存的现货供应水平计算总需求 即 预测值加上为防备预测中的不确定性而额外准备的库存量确定净需求 即 总需求与所持有库存量之差在平均需求速率 即预测需求 的基础上 将超过总净需求的部分分配到各存储点用净需求加上分配的超量部分得到需分配到每个存储点的货物总量 例5 由于仓储空间的限制 捕捞金枪鱼的船只一回到渔港 金枪鱼食品加工厂就必须对捕获的所有金枪鱼进行加工 而且 出于竞争的原因 公司不希望将多余的金枪鱼 尽管价值较高 卖给其他加工厂 因此 加工厂会加工船队带回的所有金枪鱼 然后按月分拨到三个基层仓库中 工厂只能存储满足一个月需求的产品 现有的生产批量是125000磅 工厂对各仓库下个月的需求进行了预测 假设需求服从正态分布 检查了现有的存货水平 确定了各仓库的预期现货供应能力 所有这些信息列如下表 需求和提前期都不确定条件下的再订货点 DLT d ALT DLT ROP DLT SI DLT z DLT 例4中 假设提前期均值为3天 标准差为0 5天 DLT 112 7 SI 1 64 112 69 185件ROP 200 3 185 785件 多级库存管理 多级库存管理 管理整个渠道的库存而不只是各自独立的存储点的库存 基本逻辑 渠道中的每一级都按自己的库存水平加上来自所有下游的库存来进行库存计划 也即 每一级库存水平的计划都不是仅仅考虑自己下一级的需求信息 而是考虑最终客户的需求信息 常见的多级库存渠道 例6 对于常见的分销系统 零售商根据最终客户的需求预测零售需求 零售商对各种产品的月需求预测如下表所示 产品在零售这一级的单位价值为10美元 在仓库的单位价值为5美元 库存持有成本率为每年20 零售商的补货订单处理成本是40美元 订单 仓库的是75美元 订单 零售商的补货提前期是一周 LTR 0 25月 仓库的补货提前期是两周 LTW 0 5月 零售商和仓库都保证提前期内90 的现货供应比率 零售商和仓库的订货点和订货数量用再订货点法求出 问仓库需要多少库存 根据客户需求预测计算各零售商的订货批量 再订货点和平均库存 Q1 ROP1 d1 LTR SI1 d1 LTR z DLT1 d1 LTR z 1 202 5 0 25 1 28 16 8 61 38 311 8或312件 平均库存水平AIL1 z 1 311 8 2 1 28 16 8 166 65 仓库应持有多少库存 根据汇总的客户需求预测计算多级库存订货批量 再订货点和平均库存 QW ROPW dW LTW SIW dW LTW z DLTW dW LTW z W 605 5 0 5 1 28 32 4 332 03 1043 98或1044件 对多级库存进行监控 多级库存是各零售商库存 中心仓库库存 仓库订单上的库存和零售商订单上的库存减去已经出售给最终客户但尚未从库存中扣除的部分的总和 当该多级库存水平降至332件时 下一张1044件的订单给供应商 根据汇总的客户需求预测计算多级库存订货批量 再订货点和平均库存 平均库存水平AILW z W 1043 98 2 1 28 32 4 551 32 中心仓库的实际平均库存 551 167 120 202 62 假设没有在途库存 第五节库存管理策略 供应商管理库存 VMI 联合库存管理 供应商管理库存 VMI VMI VendorManagedInventory 管理系统VMI是一种在用户和供应商之间的合作性策略 以对双方最低的成本优化产品的可获性 在一个相互同意的目标框架下由供应商管理库存 并且经常性监督和修正该目标框架以形成一种连续改进的环境 采购商 生产商管理库存模式 供应商管理库存模式 供应商管理库存案例 美的零库存运动 VMI双向挤压供应链成本 VMI案例 第三方物流公司VMI协议 VMI实施的原则 合作精神 合作性原则 在实施该策略中 相互信任与信息透明是很重要的 供应商和用户 零售商 都要有较好的合作精神 才能够相互保持较好的合作 使双方成本最小 互惠原则 VMI